目　录

生物技术世纪及生物技术从业人员
1.1生物技术的概念和意义
1.21.1.1生物技术简史
1.1.2生物技术：跨学科的科学
1.1.3现代生物技术产品
1.1.4伦理道德和生物技术
1.3生物技术的类型
1.41.2.1微生物生物技术
1.2.2植物生物技术
1.2.3动物生物技术
1.2.4法医学生物技术
1.2.5生物修复
1.2.6水产生物技术
1.2.7医学生物技术
1.2.8生物技术的监管
1.2.9生物技术的“宏图”
1.3 21 世纪生物学的挑战
1.3.1生物技术世纪的前景
1.3.2未来的前景：我们将会得益于人类基因组计划
1.4 生物技术的从业人员
1.4.1生物技术行业
1.4.2生物技术公司的组织架构
1.4.3生物技术行业的工作
1.4.4生物技术行业的薪金状况
1.4.5生物技术行业的招聘趋势
习题及活动
参考文献及扩展阅读
2基因和基因组简介
2.1 回顾细胞结构
2.1.1原核细胞
2.1.2真核细胞
2.2 生命的分子
2.2.1 DNA作为遗传物质的证据
2.2.2 DNA的结构
2.2.3基因是什么
2.3 染色体的结构、DNA的复制和基因组
2.3.1染色体的结构
2.3.2 DNA的复制
2.3.3基因组的概念
2.4RNA和蛋白质的合成
2.4.1遗传密码的复制：转录

2.4.2遗传密码的翻译：蛋白质合成

2.4.3基因表达的调控基础

2.5 突变的起因和后果
2.5.1突变的类型

2.5.2突变可以遗传或者后天获得

2.5.3突变是基因组多样性及人类遗传疾病的基础
习题及活动
参考文献及扩展阅读
重组DNA技术和基因组学
3.1
DNA重组技术和DNA克隆的简介
3.1.1限制性内切酶和质粒 DNA载体
3.1.2细菌细胞的转化和重组细菌的抗生素抗性筛选
3.1.3人类基因克隆的简介
3.2 优质载体的决定因素
3.2.1 DNA克隆载体的实用特征
3.2.2载体的类型
3.3
识别和克隆目的基因
3.3.1构建 DNA文库：建立克隆基因集合库
3.3.2聚合酶链式反应
3.4 克隆基因的用途--重组DNA技术的应用
3.4.1凝胶电泳及应用限制性内切酶绘制基因结构
3.4.2 DNA测序
3.4.3染色体定位和基因拷贝数
3.4.4研究基因表达
3.4.5 Northern印迹分析
3.5 基因组学和生物信息学：生物技术中新的热门领域
3.5.1生物信息学：分子生物技术与计算机技术的融合
3.5.2生物信息学实例
3.5.3基因组克隆的宏伟史诗：人类基因组计划
3.5.4人类基因组给予我们的启发
3.5.5人类基因组计划引发的“组学”革命
3.5.6比较基因组学
3.5.7石器时代的基因组学
习题及活动
参考文献及扩展阅读
4蛋白质产品
4.1蛋白质生物技术产品的简介
4.2蛋白质类生物技术产品
4.2.1生物技术药物的制造
4.2.2医疗应用
4.2.3食品加工
4.2.4纺织品和皮革制品
4.2.5清洁剂
4.2.6纸张制造和回收
4.2.7黏合剂：天然胶水
4.2.8生物修复：利用蛋白质治理污染
4.3 蛋白质的结构
4.3.1结构排列
4.3.2蛋白质折叠
4.3.3糖基化
4.3.4蛋白质工程
4.4 蛋白质制品
4.5 蛋白质纯化方法
4.5.1纯化前的提取准备
4.5.2稳定溶液中的蛋白质
4.5.3分离提取物中的成分
4.6 蛋白质的鉴定
4.7 蛋白质的保藏
4.8 蛋白质纯化的放大技术
4.9 蛋白质纯化后的分析方法
4.9.1蛋白质测序
4.9.2X射线晶体分析法
4.10 蛋白质组学
习题及活动
参考文献及扩展阅读
5微生物技术
5.1 微生物的结构
5.2 微生物工具
5.2.1微生物酶
5.2.2细菌转化
5.2.3电穿孔法
5.2.4克隆及表达技术
5.3 微生物的各种日常应用
5.3.1食物产品
5.3.2治疗性蛋白质
5.3.3利用微生物对付其他微生物
5.3.4重组微生物的野外应用
5.4 疫苗
5.4.1抗体的基础知识
5.4.2制备疫苗
5.4.3靶向细菌性和病毒性疾病的疫苗
5.5 微生物基因组
5.5.1测定微生物基因组序列的意义
5.5.2微生物基因组序列测定方法
5.5.3筛选已完成测序的基因组
5.5.4魔法师二号：横越大陆测定微生物基因组序列
5.5.5病毒基因组学
5.5.6装配基因组生产人造病毒
5.6微生物?断
5.6.1细菌检测方法
5.6.2跟踪检测病原微生物
5.6.3追踪接触性传染病的微阵列
5.7抗击生物恐怖活动
5.7.1作为生物武器的微生物
5.7.2生物恐怖活动的目标
5.7.3应用生物技术对抗生物武器
习题及活动
参考文献及扩展阅读
植物生物技术
6.1农业：下一个革命
6.2植物转基因的技术方法
6.2.1传统选择育种和杂交
6.2.2克隆：由单个细胞长成植株
6.2.3原生质体融合
6.2.4叶片段技术
6.2.5基因枪
6.2.6叶绿体工程
6.2.7反义技术
6.3实际应用领域
6.3.1植物疫苗
6.3.2基因杀虫剂：是一种更安全的选择吗
6.3.3安全存储
6.3.4抗除草剂
6.3.5强化纤维
6.3.6加强营养
6.3.7未来：从制药到燃料
6.3.8代谢工程
6.4健康和环境问题
6.4.1关于人类健康的问题
6.4.2关于环境的问题
6.4.3相关法规
习题及活动
参考文献及扩展阅读
7动物生物技术
7.1动物生物技术简介
7.2研究中的动物
7.2.1动物模型
7.2.2动物模型的替代者
7.2.3动物研究的法规条例
7.2.4兽医临床试验
7.2.5预防疟疾的生物工程蚊子
7.3 克隆
7.3.1克隆羊多利：克隆领域的突破
7.3.2克隆的局限性
7.3.3克隆的前景
7.4转基因动物
7.4.1转基因技术
7.4.2转基因技术改进的农业产品
7.4.3作为生物反应器的转基因动物
7.4.4基因敲除：转基因的一个特例
7.5在动物体内生产人类抗体
7.5.1单克隆抗体
7.5.2鸡蛋作为抗体生产工厂
习题及活动
参考文献及扩展阅读
DNA指纹图谱及法医分析
8.1DNA指纹图谱及法医学介绍
8.2什么是DNA指纹图谱
8.3制备DNA指纹图谱
8.3.1样本采集
8.3.2用以分析的 DNA提取
8.3.3限制性片段长度多态性（ RFLP）分析
8.3.4 Southern印迹技术
8.3.5 PCR和DNA扩增
8.3.6斑点杂交（或狭缝印迹）分析
8.3.7 STR分析
8.4DNA的应用
8.4.1纳伯勒村谋杀案
8.4.2森林山强奸犯
8.4.3恐怖主义和自然灾害迫使新技术的开发
8.5DNA和证据规则
8.5.1 DNA指纹图谱与辛普森和戈尔德曼谋杀案
8.5.2人为错误和污染的来源
8.5.3 DNA和陪审团
8.6亲缘关系与DNA图谱
8.6.1线粒体 DNA分析
8.6.2Y染色体分析
8.7非人类DNA分析
习题及活动
参考文献及扩展阅读

生物修复
9.1什么是生物修复
9.2生物修复基础知识
9.2.1哪些地方或物体需要清理
9.2.2环境中的化学物质
9.2.3清理反应的基础
9.2.4作用主体：微生物代谢
9.2.5生物修复基因组计划
9.3净化场所和方法
9.3.1净化土壤
9.3.2水的生物修复
9.3.3将垃圾转化成能源
9.4利用基因工程菌净化环境
9.4.1石油吞噬细菌
9.4.2大肠杆菌工程菌清理重金属
9.4.3生物传感器
9.4.4转基因植物和植物修复
9.5环境灾难：生物修复的案例研究
9.5.1美国南卡罗来纳州哈纳汉喷气燃料泄漏
9.5.2埃克森瓦尔迪兹号石油泄漏
9.5.3科威特油田
9.6生物修复的未来战略和挑战
9.6.1回收贵重金属
9.6.2放射性废物的生物修复
习题及活动
参考文献及扩展阅读
10水生物技术
10.1水生物技术简介
10.2水产养殖：通过生物技术来增加世 界粮食供应
10.2.1水产养殖的经济价值
10.2.2渔业养殖的方法
10.2.3水产养殖品种的改良
10.2.4提高海产品的质量和安全性
10.2.5水产养殖的障碍和限制
10.2.6水产养殖业的未来
10.3水生生物的分子遗传学
10.3.1新基因的发现和克隆
10.3.2鱼类和贝类的基因操作
10.4水生生物技术的医疗应用
10.4.1来自海洋的药物和医疗方法
10.4.2监测健康与人类疾病
10.5非医疗产品
10.5.1产品集锦

10.5.2生物量和生物加工
10.6水生生物技术的环境应用
10.6.1防污剂
10.6.2生物感受器
10.6.3环境修复
习题及活动
参考文献及扩展阅读
11医学生物技术
11.1分子生物学的力量：检测和诊断人 体疾病状况
11.1.1人类疾病模型
11.1.2用于检测疾病的生物标志物
11.1.3检测遗传疾病
11.2医疗产品和生物技术的应用
11.2.1寻找新药
11.2.1.1个性化医疗的药物基因组学
11.2.1.2改进给药技术
11.2.1.3纳米技术和纳米医学：纳米级生物技术
11.2.2人造血液
11.2.3疫苗和治疗性抗体
11.3基因疗法
11.3.1基因治疗的作用原理
11.3.2治疗遗传性疾病：基因治疗的目标
11.3.3基因治疗面临的挑战
11.4再生医学的潜力
11.4.1细胞和组织移植
11.4.2组织工程
11.4.3干细胞技术
11.4.4克隆
11.4.5美国胚胎干细胞和治疗性克隆的条例法规
11.5人类基因组之谜
习题及活动
参考文献及扩展阅读
12生物技术的监管
12.1监管框架
12.2美国农业部
12.2.1美国动植物卫生检验局
12.2.2许可审批流程
12.2.3调查流程
12.2.4公告程序
12.3美国环境保护局
12.3.1试验使用许可证
12.3.2首个试验使用许可证
12.3.3解除监管和商业化
12.4美国食品和药品管理局
12.4.1食品和食品添加剂
12.4.2药品审批流程
12.4.3实验室操作规范（ GLP）、药品临床试验管理规范（ GCP）和药品生产管理规范（ GMP）12.4.4药品的临床试验阶段
12.4.5对公众安全的快速药品审批
12.5立法和监管
12.5.1标注生物技术产品
12.5.2流感病毒疫苗弗韦?的失败
12.6专利简介
12.6.1生物技术产业中专利的价值
12.6.2 DNA序列专利申请
12.7全球市场的生物技术产品
习题及活动
参考文献及扩展阅读
13伦理道德和生物技术
13.1伦理道德的含义
13.1.1制定伦理性决定的方法
13.1.2道德运动的热身
13.2生物技术和自然
13.2.1细胞及其产品
13.2.2转基因农作物
13.2.3动物饲养或动物改造
13.2.4人性的问题
13.2.5生长成人类意味着什么
13.2.6多余的胚胎用于研究与创造胚胎来做研究
13.2.7克隆
13.2.8患者权利与生物材料
13.2.9变化中的条例法规
13.2.10基因即代表你自身
13.2.11更多还是更少的人类基因
13.3经济、科学的作用和交流
习题及活动
参考文献及扩展阅读
附录
附录 1习题及活动的答案
附录 2氨基酸的结构式
附录 3词汇表